KR20210021434A - 탄소나노튜브(cnt)를 성장시킨 광 흡수성 마스크 - Google Patents

탄소나노튜브(cnt)를 성장시킨 광 흡수성 마스크 Download PDF

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Abstract

광 흡수형 포토마스크는 기판, 흡수층을 갖는다. 첫 번째 흡수층은 기판 위에 형성되고 활성층 및 비활성층(함몰부)를 갖는다. 두 번째 흡수층은 첫 번째 흡수층 상에 형성된다.

Description

탄소나노튜브(CNT)를 성장시킨 광 흡수성 마스크 {Light Absorbing Photo Mask with Carbon nano tube}
본 발명은 광 흡수성 포토마스크에 관한 것이다.
포토마스크란 반도체를 만들 때 노광공정 중 반도체의 미세회로를 실제 크기의 1~5배로 식각해 놓은 마스크이다. 이 때 사용되는 마스크 중 하나인 Hard Surface Mask는 투명한 석영기판 위에 광 흡수를 위한 크롬 박막을 도포해 사용한다.
탄소나노튜브(CNT)란 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 원통 형태로 연결되어 있는 1차원 소재이다.
반도체 노광공정 중 사용되는 Hard Surface Mask는 1um이하의 미세 패턴이 가능하고 200번 이상 노출이 가능해 많이 사용되는 포토마스크이다. 빛에 노광되지 않는 패턴은 빛(가시광선 및 자외선)이 투과하지 못하고 흡수되도록 흡수체를 도포하는데 이 때 가장 많이 사용되는 흡수체인 크롬(Cr)은 반사계수가 3.2120으로 상당히 높다. 그러므로 이 흡수체의 영역은 반사계수가 낮고 광 흡수성이 높은 물질로 제조되어야 하며, 이 후 마스크오프(mask-off)하여야 한다.
본 발명이 위 과제를 해결하기 위한 실시예는 흡수체 도포를 통해 광 흡수율을 높인 광 흡수형 포토마스크를 제공한다.
본 발명에 따르면, 투명 기판 위에 하나 이상의 광학 요소를 포함한 장치로 구성할 수 있다.
본 발명 기술적 사상의 실시예에 따른 광 흡수형 포토마스크는 기판, 흡수층, 흡수체를 포함하여 구성할 수 있다.
흡수층 및 흡수체는 기판 위에 만들어지고 입사 광에 대해 각각 특징적인 반응을 하는 활성부분과 비활성 부분을 가질 수 있다.
흡수층은 흡수체와 폴리머를 포함할 수 있고 금속 파티클을 포함할 수 있다.
금속 파티클은 W, Ta, Hf, Al, Cr, Fe2O3, Si에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.
본 발명 기술적 사상의 실시예에 따른 광 흡수형 포토마스크에서, 금속 파티클을 포함한 흡수층 상에 탄소나노튜브를 포함한 흡수층이 형성될 수 있다.
본 발명 기술적 사상의 실시예에 따른 광 흡수형 포토마스크에서 탄소나노튜브는 3차원 숲 모양으로 성장될 수 있다.
본 발명 기술적 사상의 실시예에 따른 광 흡수형 포토마스크에서 탄소나노튜브를 포함한 흡수층은 ALD 및 CVD로 성장될 수 있다.
본 발명을 활용하면, Cr 등 금속 파티클을 포함한 흡수체 상에 탄소의 Volume fraction 1%이하이고 내부 대부분이 공기로 차있어 반사계수가 1에 매우 가까운 탄소나노튜브를 3차원 숲 모양으로 성장시킴으로써, 포토마스크 표면에서 더 높은 광 흡수율을 가질 수 있다.
도 1은 본발명의 기술적 사상에 따른 흡수체를 가지는 흡수형 포토마스크의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
본 명세서에서 “일 실시예” 또는 “실시예”는, 그 실시예와 관련하여 특정되는 특성, 구조 또는 특징이 본 발명의 적어도 한 실시형태에 포함됨을 의미한다. 본 명세서의 “일 실시예” 라는 표현은 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것이 아니며, 모두가 다른 실시예도 아니다. 따라서 본 명세서에서 지칭하는 “실시예”는 본 발명의 하나의 예시에 불과하며 해당 발명의 청구 범위는 해당 실시예로 인하여 제한받지 않는다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 광 흡수형 포토마스크의 실시예를 보이는 단면도이다.
도 1에서, 본 발명의 실시예인 광 흡수형 포토마스크는 기판[001], 흡수층[002], 두번째 흡수층[003]을 가지며 구성할 수 있다.
기판[001]은 유리, 반도체, 유전체, 혹은 금속 물질로 구성될 수 있다. 기판[001]은 열팽창계수가 낮은 재료로 이루어질 수 있다.
흡수층[002]은 기판 위에 구성될 수 있다. 흡수층[002]는 가시광선 혹은 자외선을 포함한 광을 흡수하며 반사율이 낮은 물질로 구성될 수 있다. 흡수층[002]는 화학적으로 안정적인 물질로 이루어질 수 있다.
흡수층[002]은 흡수체로서 금속 파티클을 포함할 수 있고, 금속 파티클은 나노 크기일 수 있다. 흡수체는 W, Ta, Hf, Al, Cr, Fe2O3, Si중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 또한 위에서 두가지 이상의 원소를 혼합하여 사용할 수 있다.
흡수층[002]은 폴리머로 구성될 수 있다.
두 번째 흡수층[003]은 흡수층[002]상에 형성될 수 있다. 두 번째 흡수층[003]은 가시광선 혹은 자외선을 포함한 광을 흡수하며 반사율이 매우 낮은 물질로 구성될 수 있다.
흡수층[003]은 내부 대부분이 공기로 차있는 3차원 원기둥 모양의 탄소 나노 튜브 다발로 이루어져 있어 반사계수가 매우 낮도록 구성될 수 있다.
흡수층[003]을 이루는 탄소나노튜브는 10에서 20나노크기의 굵기를 가질 수 있다. 또한 효율적인 광 흡수를 위해 흡수층[003]을 형성하는 탄소나노튜브 다발은 직경 50um 이상의 면적으로 구성될 수 있다.
흡수층[003]의 효율적인 광 흡수를 위해 입사되는 광은 p-polarization된 광으로만 구성될 수 있다.

Claims (3)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되고, 흡수 층을 가지는 것을 특징으로 하는 포토 마스크;
    상기 흡수 층은 빛을 흡수하는 흡수체를 가지는 특징으로 하는 포토 마스크.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 흡수체는 하나 이상의 기둥의 집합체인 것을 특징으로 하는 포토마스크
  3. 제 3항에 있어서, 상기 흡수체는 탄소 나노 튜브로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토마스크.

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